KR20150060179A

KR20150060179A - 전기도금용액의 조성 제어 시스템

Info

Publication number: KR20150060179A
Application number: KR1020130144308A
Authority: KR
Inventors: 박상규
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-06-03
Also published as: KR101564407B1

Abstract

본 발명은 전기 도금을 위한 도금용액을 도금셀에 순환 공급하는 순환 탱크와, 상기 순환 탱크로부터 공급받은 도금용액을 금속편과 반응시킨 후 상기 순환탱크로 재투입하기 위한 반응 탱크와, 상기 반응 탱크로의 공급 라인에 설치되며 도금용액의 황산 이온 농도를 측정하는 용액 분석계와, 상기 반응 탱크로 공급되는 도금용액의 유량을 조절하는 도금용액 유량조절부, 및 전기 도금 라인의 메인 컨트롤러로부터 수신된 금속 소모량과 관련된 정보와, 상기 용액 분석계로부터 수신된 황산 이온 농도에 관한 정보를 근거로 상기 도금용액 유량조절부에 제어 신호를 인가하는 제어 유닛을 포함하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템을 개시한다.

Description

전기도금용액의 조성 제어 시스템 {ELECTROPLATING SOLUTION CONTROL SYSTEM}

본 발명은 전기도금공정에서 전기도금용액의 전기도금에 의해 소모되는 도금 용액의 조성을 실시간으로 제어하기 위한 전기도금용액의 조성 제어 시스템에 관한 것이다.

전기도금은 전기분해의 원리를 이용하여 물체의 표면을 금속의 얇은 막으로 덮어 씌우는 것을 의미하며, 제철소에서는 연속적으로 이동하는 스트립에 연속적인 전기도금을 수행하도록 전기도금라인이 운용되고 있다.

도 1은 불용성 전극을 이용한 전기도금의 원리를 나타내고 있으며, 철에 아연을 도금하는 것을 예로 들어 설명한다.

도금용액(10)의 조성은 황산아연 수용액으로 약 8%의 황산아연과 약 3%의 황산이온 및 그 나머지를 차지하는 물로 이루어져 있다. 도 1은 산화 이리듐을 양극(Anode, 20)으로 하고, 철을 음극(Cathode, 30)으로 하여 전기 분해를 수행하는 것을 나타내고 있다.

양극(20)과 음극(30)에 전압을 인가하면 황산 아연 수용액은 아연 이온과 황산 이온으로 전리되고, 물은 아주 적게 전리되어 수소 이온과 수산화물 이온이 극소로 존재하게 된다.

양극(20)에서는 황산이온보다 수산화물 이온 쪽이 전자를 방출하기 쉽기 때문에 수산화물 이온이 전자를 방출하여 산소 가스를 발생시킨다.

음극(30)에서는 아연 이온이 전자를 받아 아연이 석출된다. 즉, 강에 아연이 도금되게 된다. 또 일부의 수소 이온이 전자를 받아 수소 가스가 발생하게 된다.

이와 같이 불용성 전극을 사용하는 공정에서 음극(30)인 스트립 표면에 아연 입자가 도금되어 소모되므로, 도금용액의 아연 밀도는 감소하게 된다. 이에 따라 도금용액 내로 아연을 계속 공급해 주어야 하고, 자연손실된 극히 소량의 황산을 외부에서 공급해 주어야 한다.

이와 같은 도금용액의 조성을 일정하게 유지시키는 것은 도금 품질 확보를 위해 매우 큰 중요성을 갖는다. 도금용액 중 아연밀도가 낮으면 도금면에 검은 빛을 띄는 버닝 현상이 발생하고, 도금용액 중 아연밀도가 높으면 표면 얼룩 등의 현상이 발생하게 된다.

도금용액의 조성을 일정하게 유지시키기 위한 방법으로 도금용액의 샘플을 채취하여 화학분석실에서 도금용액의 조성(황산, 아연)을 분석하여 아연공급밸브 또는 황산공급밸브의 개도를 조절하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 방법은 많은 시간(4시간 이상)이 소모될 뿐 아니라 운전자가 분석 결과를 보고 아연공급량 및 황산공급량을 수동을 조절함으로 인해 도금용액의 조성을 정밀하게 제어하는 것이 불가능한 실정이다.

공개특허공보 제10-2001-0019590호 (2001.03.15) 공개실용신안공보 실2000-0000227호 (2000.01.15)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기도금라인의 라인정보를 근거로 도금용액의 조성을 실시간으로 제어하여 도금용액 조성의 정밀 제어가 가능한 전기도금용액의 조성 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 전기 도금을 위한 도금용액을 도금셀에 순환 공급하는 순환 탱크와, 상기 순환 탱크로부터 공급받은 도금용액을 금속편과 반응시킨 후 상기 순환탱크로 재투입하기 위한 반응 탱크와, 상기 반응 탱크로의 공급 라인에 설치되며 도금용액의 황산 이온 농도를 측정하는 용액 분석계와, 상기 반응 탱크로 공급되는 도금용액의 유량을 조절하는 도금용액 유량조절부, 및 전기 도금 라인의 메인 컨트롤러로부터 수신된 금속 소모량과 관련된 정보와, 상기 용액 분석계로부터 수신된 황산 이온 농도에 관한 정보를 근거로 상기 도금용액 유량조절부에 제어 신호를 인가하는 제어 유닛을 포함하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템을 개시한다.

상기 소모 금속량과 관련된 정보는 스트립의 단위 면적당 목표 도금량, 전기 도금 라인의 라인 속도, 및 스트립 폭을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 메인 컨트롤러로부터 수신한 정보를 이용하여 금속 소모량을 계산하고, 계산된 금속 소모량과 상기 용액 분석계로부터의 수신 정보로부터 상기 반응 탱크의 필요 유량을 계산하도록 구성 가능하다.

상기 반응 탱크는, 상기 금속편을 수용하며 상기 금속편과 반응된 도금용액을 수용하는 용해조와, 상기 용해조의 도금 용액이 오버 플로우되어 침전되는 안정조를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

상기 도금용액 유량조절부는, 상기 공급라인으로부터 분기되어 상기 용해조에 연결된 제1공급라인에 설치되는 제1제어밸브와, 상기 제1공급라인의 도금용액 유량을 측정하는 도금용액 유량계, 및 상기 제어 유닛에서 전송된 상기 반응 탱크의 필요 유량과 상기 도금용액 유량계에서 측정된 측정 유량을 비교하여 상기 제1제어밸브의 개도를 조절하는 제1제어기를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

본 발명의 전기도금용액의 조성 제어 시스템은 상기 안정조의 도금용액 레벨을 측정하는 레벨계와, 상기 공급라인으로부터 분기되어 상기 안정조에 연결된 제2공급라인에 설치되는 제2제어밸브, 및 상기 레벨계로부터 수신된 레벨 정보로부터 상기 제2제어밸브의 개도를 조절하는 제2제어기를 더 포함하는 구성을 가질 수 있다. 여기서 상기 제어 유닛은 상기 레벨계의 측정값이 기설정치에 도달하면 상기 공급라인에 설치된 공급펌프의 가동을 중지시키도록 구성 가능하다.

또한 본 발명의 전기도금용액의 조성 제어 시스템은 황산 공급부와 상기 순환 탱크를 연결하는 황산 공급 라인에 설치되는 제3제어밸브와, 상기 황산 공급 라인의 황산 유량을 측정하는 황산 유량계, 및 상기 용액 분석계에서 측정된 황산 이온 농도와 상기 황산 유량계에서 측정된 황산 유량을 근거로 상기 제3제어밸브의 동작을 제어하는 제3제어기를 더 포함하는 구성을 가질 수 있다.

상기 순환 탱크에는 상기 순환 탱크 내부의 순수(pure water) 성분을 증발시키기 위한 증발기가 연결되며, 상기 제어 유닛은 상기 메인 컨트롤러로부터 수신된 라인 속도를 근거로 상기 증발기의 증발량을 제어하도록 구성 가능하다.

한편 본 발명의 다른 국면에 따르면, 본 발명은 전기 도금을 위한 도금용액을 도금셀에 순환 공급하는 순환 탱크와, 황산 공급 라인을 통해 상기 순환 탱크에 황산을 공급하는 황산 공급부와, 상기 도금 용액의 황산 농도를 측정하는 용액 분석계와, 상기 황산 공급부와 상기 순환 탱크를 연결하는 황산 공급 라인에 설치되는 제어밸브와, 특정 시점으로부터 상기 황산 공급 라인의 황산 유량을 적산하는 황산 유량계와, 상기 용액 분석계에서 측정된 황산 이온 농도, 제1 및 제2타이머를 통해 각각 측정된 상기 제어밸브가 개방된 시점과 닫힌 시점으로부터의 시간, 및 상기 황산 유량계로부터 측정된 황산 적산량을 근거로 상기 제어밸브의 개폐를 제어하는 제어기를 포함하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템을 개시한다.

상기 제어기는, 상기 용액 분석계로부터 수신된 황산 농도를 기설정치와 비교하는 제1단계와, 상기 황산 농도가 기설정치보다 낮은 경우 상기 제어밸브를 개방하고, 상기 제1타이머와 황산 유량계의 가동 및 상기 제2타이머의 리셋을 수행하는 제2단계와, 상기 제1타이머의 측정 시간과 상기 황산 유량계의 적산량을 기설정치와 각각 비교하는 제3단계와, 상기 제1타이머의 측정 시간 또는 황산 유량계의 적산량이 기설정치에 도달한 경우, 상기 제어밸브를 닫고 상기 제2타이머의 가동과 상기 제1타이머 및 황산 유량계의 리셋을 수행하는 제4단계, 및 상기 제2타이머의 측정시간을 기설정치와 비교하여 기설정치에 도달하는 경우 상기 제1단계를 수행하는 제5단계를 통해 상기 제어밸브의 동작을 제어할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 전기도금라인의 라인정보를 근거로 실시간으로 소모되는 금속량을 계산하여 보충함으로써 도금 용액 내의 금속량을 항상 일정하게 유지시킬 있는 효과가 있다.

또한 황산 공급 및 응답대기를 위한 적절한 시분할 제어를 통해 도금용액 내의 황산 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

또한 라인 속도 정보를 이용하여 순환 탱크의 순수 증발량을 제어하여 도금용액의 조성을 일정하게 유지시킬 수 있다.

또한 반응탱크 안정조의 오버 플로우를 방지하여 오버 플로우로 발생하는 환경오염 및 원가상승의 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 불용성 전극을 이용한 전기도금의 원리를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금용액의 조성 제어 시스템의 개념도.
도 3은 순환 탱크로의 황산 공급량 제어 방법을 나타내는 순서도.
도 4는 라인 속도와 증발량의 상관 관계를 나타내는 그래프.

이하, 본 발명과 관련된 전기도금용액의 조성 제어 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금용액의 조성 제어 시스템의 개념도이다. 이하의 설명에서는 강에 도금되는 금속이 아연인 것을 예로 들어 설명하며, 이는 아연 이외의 금속의 도금에도 동일하게 적용 가능하다.

본 실시예의 전기도금용액의 조성 제어 시스템은 순환 탱크(110), 반응 탱크(120), 용액 분석계(130), 도금용액 유량조절부(140), 및 제어 유닛(150)을 포함한다.

순환 탱크(110)는 전기 도금을 위한 도금용액을 수용하며, 도금용액을 도금셀(40)로 순환 공급한다. 순환 탱크(110)는 도금용액의 공급라인(51)과 회수라인(52)에 의해 도금셀(40)과 연결되며, 공급라인(51)에는 순환 펌프(111)가 설치된다.

반응 탱크(120)는 순환 탱크(110)에 도금용액을 순환시키도록 순환 탱크(110)에 연결된다. 순환 탱크(110)는 반응 탱크(120)로 도금용액을 공급하기 위힌 공급라인(53)과, 도금용액을 회수하기 위한 회수라인(56)에 의해 반응 탱크(120)와 연결된다. 공급라인(53)과 회수라인(56)에는 공급 펌프(112)와 회수 펌프(113)가 각각 설치된다.

반응 탱크(120)는 순환 탱크(110)로부터 공급받은 도금용액을 아연편(13, 금속편)과 반응시킨 후 순환 탱크(110)로 재투입하는 기능을 한다.

반응 탱크(120)는 용해조(121)와 안정조(122)를 포함하는 구성을 갖는다.

용해조(121)는 아연편(123)을 수용하여 아연편(123)과 반응된 도금용액을 수용한다. 아연편(123)은 도금용액의 황산과 반응하여 황산 아연이 된다.

안정조(122)는 용해조(121)의 측면에 형성되며, 용해조(121)에서 오버 플로우된 도금용액이 안정조(122)에 침전되게 된다.

반응 탱크(120)로 도금용액을 공급하기 위한 공급라인(53)은 제1공급라인(54)과 제2공급라인(55)로 분기되며, 제1공급라인(54)과 제2공급라인(55)는 용해조(121)와 안정조(122)에 각각 연결되어 용해조(121)와 안정조(122)에 도금용액을 공급한다. 회수라인(56)은 안정조(122)의 출구에 연결된다.

용액 분석계(130)는 반응 탱크(120)로의 공급라인(53)에 설치되며, 공급라인(53)을 흐르는 도금용액의 황산 이온 농도를 측정하는 기능을 한다.

도금용액 유량조절부(140)는 반응 탱크(120)로 공급되는 도금용액의 유량, 구체적으로 용해조(121)로 공급되는 도금용액의 유량을 조절하는 기능을 한다. 도금용액 유랑조절부(140)는 제1제어밸브(141), 도금용액 유량계(142), 및 제1제어기(143)을 포함하는 구성을 갖는다.

제1제어밸브(141)는 제1공급라인(54)에 설치되며, 제어 신호에 의해 동작되어 제1공급라인(54)의 개폐 및 개도를 조절한다.

도금용액 유량계(142)는 제1공급라인(54)의 도금용액 유량을 측정하는 기능을 한다.

제1제어기(143)은 제어 유닛(150)에서 전송된 제어 신호와 도금액 유량계(142)에서 측정된 유량을 근거로 제1제어밸브(141)의 동작을 제어한다.

제어 유닛(150)은 도금용액 유량조절부(140), 구체적으로 제1제어기(143)에 제어 신호를 인가하여 용해조(121)로 공급되는 도금용액의 유량이 조절되도록 한다.

전기 도금 라인의 메인 컨트롤러는 전기 도금 라인의 아연 소모량과 관련된 정보를 제어 유닛(150)으로 전송한다. 또한 용액 분석계(130)는 측정한 황산 이온 농도에 관한 정보를 제어 유닛(150)으로 전송한다. 이러한 정보의 전송은 유선 또는 무선 통신에 의해 실시간으로 이루어지게 된다.

제어 유닛(150)은 전기 도금 라인의 메인 컨트롤러로부터 수신된 아연 소모량에 관한 정보와, 용액 분석계(140)로부터 수신된 황산 이온 농도에 관한 정보를 근거로 도금용액 유량조절부(140)에 제어 신호를 인가한다.

소모 아연량에 관한 정보는 스트립의 단위 면적당 목표 도금량(m, g/m2), 도금 라인의 속도(v, mpm), 스프립 폭(w. mm)를 포함하며, 제어 유닛(150)은 이러한 정보를 이용하여 아래의 [수학식 1]의 계산 과정에 의해 아연 소모량(M, kg/h)을 계산한다.

[수학식 1]

M = V * 60 * w/1000 * m/1000

제어 유닛(150)은 위와 같이 계산된 아연 소모량(M, kg/h)와, 용액 분석계(130)에서 수신된 황산 이온 농도(r, g/l)를 이용하여 아래의 [수학식 2]의 계산 과정에 의해 용해조(121)의 필요 유량(Q1)을 계산한다.

[수학식 2]

Q1 = M * 96/65.4/r

제어 유닛(150)은 위와 같이 계산된 용해조 필요 유량(Q1)을 제1제어기(143)로 전송하고, 제1제어기(143)는 제어 유닛(150)으로부터 수신한 용해조 필요 유량(Q1)과 도금용액 유량계(142)에서 측정된 측정 유량(Q2)를 비교하여 이를 근거로 제1제어밸브(141)의 개도를 조절한다. 이와 같이 소모 금속량을 실시간으로 계산하여 이를 근거로 용해조(121)의 공급 필요 유량을 계산하여 용해조(121)에 공급함으로써 소모된 아연량만큼의 아연량이 자동으로 보충될 수 있으며, 그에 따라 도금 용액 내의 아연량을 항상 일정하게 유지시킬 수 있다.

한편 반응 탱크(120)의 안정조(122)에는 도금용액의 레벨(수위)를 측정하는 레벨계(151)가 설치되며, 안정조(122)로의 도금용액 공급을 위한 제2공급라인(55)에는 제2제어밸브(152)가 설치된다. 레벨계(151)와 제2제어밸브(152)에는 제2제어기(153)가 연결되며, 제2제어기(153)는 레벨계(151)로부터 수신된 레벨 정보(H1)로와 기설정된 레벨 설정치(H2)를 비교하여 제2제어밸브(152)의 개도를 조절한다.

이와 같은 구성에 따라 안정조(122)의 레벨을 일정하게 유지시킬 수 있다. 이로써 용해조(121)에서 도금용액의 오버 플로우가 없는 경우에 도금용액이 순환 탱크(110)로 회수되지 못하여 시스템 구성이 파손되거나 가동이 불안정해지는 것을 방지하는 효과가 있다.

제어 유닛(150)은 레벨계(151)와 공급펌프(152)에 연결될 수 있으며, 레벨계(151)의 측정값이 기설정치(상한치)에 도달하면 공급펌프(112)의 가동을 중지시켜 도금용액의 공급을 중단할 수 있다.

한편 황산의 자연 소모량을 보충하기 위해 순환 탱크(110)에 황산을 공급하는 황산 공급부(161)이 추가로 구비될 수 있다. 황산 공급부(161)는 황산 공급 라인(57)에 의해 순환 탱크(110)에 연결되며, 황산 공급 라인(57)에는 그 개도를 조절하기 위한 제3제어밸브(162)와 황산 공급 라인(57)의 황산 유량을 측정하는 황산 유량계(163)가 설치된다.

황산 유량계(163)와 제어 유닛(150)의 사이에는 제3제어기(164)가 연결될 수 있다. 황산 유량계(163)는 명령에 의해 특정시점으로부터의 황산 유량을 적산하여 제3제어기(164)로 전송하며, 제어 유닛(150)은 용액 분석계(130)에서 측정된 황산 이온 농도를 제3제어기(164)로 전송한다. 본 실시예의 예시와 달리 제3제어기(164)가 용액 분석계(130)에 직접 연결되어 그로부터 황산 이온 농도를 직접적으로 수신하는 구성도 가능하다.

제3제어기(164)는 용액 분석계(130)에서 측정된 황산 이온 농도(r)와 황산 유량계(163)에서 측정된 황산 유량(Q3)을 근거로 제3제어밸브(162)의 동작을 제어한다.

본 실시예에 따르면 황산 공급량 제어는 제3제어밸브(162)의 개방시점으로부터의 시간을 측정하는 제1타이머와, 제3제어밸브(162)가 닫힌 시점으로부터의 시간을 측정하는 제2타이머를 이용한 시분할 제어를 통해 이루어진다.

제3제어기(164)는 용액 분석계(130)에서 측정된 황산 이온 농도(r), 제1타이머를 통해 측정된 제3제어밸브(162)의 개방시점으로부터의 시간, 제2타이머를 통해 측정된 제3제어밸브(162)가 닫힌 시점으로부터의 시간, 및 황산 유량계(163)에서 측정된 황산 적산량을 근거로 제3제어밸브(162)의 개폐를 제어한다.

도 3은 순환 탱크로의 황산 공급량 제어 방법을 나타내는 순서도이며, 도 3을 참조하여 제3제어기(164)의 제어 프로세스를 설명하면 다음과 같다.

먼저 용액 분석계(130)로부터 수신된 황산 농도를 기설정치와 비교한다(S10).

용액 분석계(130)로부터 수신된 황산 농도가 기설정치보다 낮은 경우 제3제어밸브(162)가 특정 개도값(X)을 갖도록 개방하고, 제1타이머와 황산 유량계(163)를 가동시킴과 아울러 제2타이머를 리셋시킨다(S20). 그에 따라 순환 탱크(110)로의 황산 공급이 시작되어 제1타이머가 황산 공급 시간을 측정하게 되며, 황산 유량계(163)의 황산 유량 적산이 시작된다.

다음으로 제1타이머의 측정시간과 황산 유량계(163)의 적산량을 기설정된 상한치와 각각 비교한다(S30).

상기 비교 결과 제1타이머의 측정 시간이 상한치에 도달하거나 황산 유량계(163)의 적산량이 상한치에 도달한 경우, 제3제어밸브(162)를 닫고 제2타이머를 가동시킨다. 이와 동시에 제1타이머와 황산 유량계(163)의 리셋을 수행한다(S40). 그에 따라 순환 탱크(110)로의 황산 공급이 중단되며, 제2타이머는 공급 중단 시점으로부터의 응답 대기 시간을 측정하게 된다.

다음으로 제2타이머의 측정 시간을 기설정된 상한치와 비교한다(S50). 비교 결과 제2타이머의 측정 시간이 상한치에 도달하는 경우 다시 용액 분석계(130)로부터 수신된 황산 농도를 기설정치와 비교하여 상기 과정을 반복 수행하게 된다.

이와 같은 제어 방식을 통해 순환 탱크(110) 내의 황산 농도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있다.

한편 다시 도 2를 참조하면, 순환 탱크(110)에는 순환 탱크(110) 내부의 순수(pure water) 성분을 증발시키기 위한 증발기(170)가 연결된다. 증발기(170)는 순환 탱크(110)에서 나온 도금용액의 수분을 증발시킨 후 다시 순환 탱크(110)로 투입하는 구성을 갖는다. 도금셀(40)의 후공정에서 유입되는 유입수와 증발기(170)를 통한 순수 증발량에 불평형이 발생하는 경우 도금용액의 성분을 일정하게 유지할 수 없다. 제어 유닛(150)은 이러한 문제가 발생하지 않도록 증발기(170)의 증발량을 제어하도록 구성된다.

전기 도금 라인의 라인 속도(v)가 높으면 도금셀(40)의 후공정에서 유입되는 순수의 량이 적어지고, 라인 속도(v)가 낮으면 도금셀(40)의 후공정에서 유입되는 순수의 량이 많아지는 특성이 있다. 이러한 사항을 이용하여 증발시켜야 할 순수 증발량(E, ton/hr)을 도출할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 증발량(E)과 라인 속도(v, mpm)의 상관 관계를 나타내는 그래프를 얻을 수 있다. 아울러 이를 근거로 증발량(E)과 라인 속도(v)를 아래의 [수학식 3]과 같은 함수 관계로 나타낼 수 있다.

[수학식 3]

E = fn(v)

제어 유닛(150)은 메인 컨트롤러로부터 수신된 라인 속도 및 위와 같은 함수식을 이용하여 증발기(170)의 증발량을 제어하며, 이에 따라 유입수의 양만큼 순환 탱크(110)의 순수를 증발시켜 도금 용액의 아연 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다 할 것이다.

이상에서 설명한 전기도금용액의 조성 제어 시스템은 위에서 설명된 실시예의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

110: 순환 탱크 120: 반응 탱크
121: 용해조 122: 안정조
130: 용액 분석계 140: 도금용액 유량조절부
141: 제1제어밸브 142: 도금용액 유량계
143: 제1제어기 150: 제어 유닛
151: 레벨계 152: 제2제어밸브
153: 제2제어기 161: 황산 공급부
162: 제3제어밸브 163: 황산 유량계
164: 제3제어기

Claims

전기 도금을 위한 도금용액을 도금셀에 순환 공급하는 순환 탱크;
상기 순환 탱크로부터 공급받은 도금용액을 금속편과 반응시킨 후 상기 순환탱크로 재투입하기 위한 반응 탱크;
상기 반응 탱크로의 공급 라인에 설치되며, 도금용액의 황산 이온 농도를 측정하는 용액 분석계;
상기 반응 탱크로 공급되는 도금용액의 유량을 조절하는 도금용액 유량조절부; 및
전기 도금 라인의 메인 컨트롤러로부터 수신된 금속 소모량과 관련된 정보와, 상기 용액 분석계로부터 수신된 황산 이온 농도에 관한 정보를 근거로 상기 도금용액 유량조절부에 제어 신호를 인가하는 제어 유닛을 포함하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 소모 금속량과 관련된 정보는 스트립의 단위 면적당 목표 도금량, 전기 도금 라인의 라인 속도, 및 스트립 폭을 포함하며,
상기 제어 유닛은 상기 메인 컨트롤러로부터 수신한 정보를 이용하여 금속 소모량을 계산하고, 계산된 금속 소모량과 상기 용액 분석계로부터의 수신 정보로부터 상기 반응 탱크의 필요 유량을 계산하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제2항에 있어서, 상기 반응 탱크는,
상기 금속편을 수용하며, 상기 금속편과 반응된 도금용액을 수용하는 용해조; 및
상기 용해조의 도금 용액이 오버 플로우되어 침전되는 안정조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제3항에 있어서, 상기 도금용액 유량조절부는,
상기 공급라인으로부터 분기되어 상기 용해조에 연결된 제1공급라인에 설치되는 제1제어밸브;
상기 제1공급라인의 도금용액 유량을 측정하는 도금용액 유량계; 및
상기 제어 유닛에서 전송된 상기 반응 탱크의 필요 유량과 상기 도금용액 유량계에서 측정된 측정 유량을 비교하여 상기 제1제어밸브의 개도를 조절하는 제1제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 안정조의 도금용액 레벨을 측정하는 레벨계;
상기 공급라인으로부터 분기되어 상기 안정조에 연결된 제2공급라인에 설치되는 제2제어밸브; 및
상기 레벨계로부터 수신된 레벨 정보로부터 상기 제2제어밸브의 개도를 조절하는 제2제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 레벨계의 측정값이 기설정치에 도달하면 상기 공급라인에 설치된 공급펌프의 가동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제1항에 있어서,
황산 공급부와 상기 순환 탱크를 연결하는 황산 공급 라인에 설치되는 제3제어밸브;
상기 황산 공급 라인의 황산 유량을 측정하는 황산 유량계; 및
상기 용액 분석계에서 측정된 황산 이온 농도와 상기 황산 유량계에서 측정된 황산 유량을 근거로 상기 제3제어밸브의 동작을 제어하는 제3제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제7항에 있어서,
제3제어기는 용액 분석계에서 측정된 황산 이온 농도, 제1타이머를 통해 측정된 상기 제3제어밸브의 개방시점으로부터의 시간, 제2타이머를 통해 측정된 상기 제3제어밸브가 닫힌 시점으로부터의 시간, 및 상기 황산 유량계에서 측정된 황산 적산량을 근거로 상기 제3제어밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제8항에 있어서, 상기 제3제어기는,
상기 용액 분석계로부터 수신된 황산 농도를 기설정치와 비교하는 제1단계;
상기 황산 농도가 기설정치보다 낮은 경우 상기 제3제어밸브를 개방하고, 상기 제1타이머와 황산 유량계의 가동 및 상기 제2타이머의 리셋을 수행하는 제2단계;
상기 제1타이머의 측정 시간과 상기 황산 유량계의 적산량을 기설정치와 각각 비교하는 제3단계;
상기 제1타이머의 측정 시간 또는 황산 유량계의 적산량이 기설정치에 도달한 경우, 상기 제3제어밸브를 닫고 상기 제2타이머의 가동과 상기 제1타이머 및 황산 유량계의 리셋을 수행하는 제4단계; 및
상기 제2타이머의 측정시간을 기설정치와 비교하여 기설정치에 도달하는 경우 상기 제1단계를 수행하는 제5단계를 통해 상기 제3제어밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 순환 탱크에는 상기 순환 탱크 내부의 순수(pure water) 성분을 증발시키기 위한 증발기가 연결되며,
상기 제어 유닛은 상기 메인 컨트롤러로부터 수신된 라인 속도를 근거로 상기 증발기의 증발량을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
전기 도금을 위한 도금용액을 도금셀에 순환 공급하는 순환 탱크;
황산 공급 라인을 통해 상기 순환 탱크에 황산을 공급하는 황산 공급부;
상기 도금 용액의 황산 농도를 측정하는 용액 분석계;
상기 황산 공급부와 상기 순환 탱크를 연결하는 황산 공급 라인에 설치되는 제어밸브;
특정 시점으로부터 상기 황산 공급 라인의 황산 유량을 적산하는 황산 유량계;
상기 용액 분석계에서 측정된 황산 이온 농도, 제1 및 제2타이머를 통해 각각 측정된 상기 제어밸브가 개방된 시점과 닫힌 시점으로부터의 시간, 및 상기 황산 유량계로부터 측정된 황산 적산량을 근거로 상기 제어밸브의 개폐를 제어하는 제어기를 포함하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.
제11항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 용액 분석계로부터 수신된 황산 농도를 기설정치와 비교하는 제1단계;
상기 황산 농도가 기설정치보다 낮은 경우 상기 제어밸브를 개방하고, 상기 제1타이머와 황산 유량계의 가동 및 상기 제2타이머의 리셋을 수행하는 제2단계;
상기 제1타이머의 측정 시간과 상기 황산 유량계의 적산량을 기설정치와 각각 비교하는 제3단계;
상기 제1타이머의 측정 시간 또는 황산 유량계의 적산량이 기설정치에 도달한 경우, 상기 제어밸브를 닫고 상기 제2타이머의 가동과 상기 제1타이머 및 황산 유량계의 리셋을 수행하는 제4단계; 및
상기 제2타이머의 측정시간을 기설정치와 비교하여 기설정치에 도달하는 경우 상기 제1단계를 수행하는 제5단계를 통해 상기 제어밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기도금용액의 조성 제어 시스템.